Em um artigo publicado em Nano , uma equipe de pesquisadores do Laboratório de Mecânica do Grafeno (LogM), Universidade de Zhejiang, mostrou como a estrutura morfológica de um substrato catalítico influencia o crescimento do grafeno. Isso fornece mais orientação sobre a síntese de grafeno de alta qualidade com menos limites de domínio.

Como a estrutura morfológica de um substrato catalítico influencia o crescimento do grafeno? Devido aos efeitos de outros parâmetros ambientais durante o crescimento de deposição de vapor químico (CVD) de um cristal de grafeno, esta questão permanece sem solução.

Contudo, Os monocristais de grafeno hexagonal alinhados fornecem uma maneira mais direta de descobrir o comportamento de crescimento CVD dos monocristais de grafeno perto dos limites de grão de Cu, e provar que a orientação da rede do grafeno não é influenciada por esses limites de grão e apenas determinada pelo cristal de Cu sobre o qual é nucleado.

Uma equipe de pesquisadores do Laboratório de Mecânica do Grafeno (LogM), Universidade de Zhejiang, mostrou uma clara irrelevância para o crescimento de CVD de um único cristal de grafeno com a cristalinidade de seu substrato cultivado após ter sido nucleado, e comprovado que a orientação da rede de um único cristal de grafeno no Cu é determinada apenas pelo grão de Cu em que foi nucleado.

Usando CVD de pressão ambiente (AP) em vez de método CVD de baixa pressão (LP) e parâmetros de crescimento cuidadosamente ajustados, monocristais hexagonais de grafeno em escala milimétrica e estruturas de borda em zigue-zague foram obtidos com sucesso em superfícies de cobre policristalino. Devido a essas amostras de grafeno hexagonal com orientações de rede que podem ser direta e simplesmente determinadas por olhos ou microscopia óptica em vez de microscopia eletrônica, o comportamento de crescimento de CVD de um único cristal de grafeno no terraço de grãos de Cu e perto dos limites de grãos é amplamente simplificado, que pode ser posteriormente resumido com um modelo que se relaciona apenas com a estrutura cristalográfica de Cu.

Seus resultados mostraram que, para um único cristal de grafeno cultivado em Cu, sua orientação de rede é determinada pela energia de ligação de seu núcleo e do substrato subjacente, provavelmente por um modo de nucleação ligado a etapa de Cu, e permanece inalterado durante o processo de expansão seguinte com a entrada contínua de precursores. O fluxo de hidrogênio no precursor ajuda a encerrar a borda do núcleo formado com uma estrutura terminada em H e desacoplada da superfície do substrato. Quando a expansão do único cristal de grafeno atinge o limite do grão de Cu, o limite do grão de Cu e o grão de Cu vizinho não mudarão a orientação da rede e a direção de expansão deste cristal único de grafeno.

O LogM está atualmente explorando as novas propriedades mecânicas bidimensionais, como a inclusão de grafeno e dichalcogenetos de metais de transição, para uma melhor compreensão de sua física fundamental e aplicações promissoras. Seus principais tópicos de pesquisa incluem a síntese controlada de materiais bidimensionais, as novas técnicas de transferência com menos defeitos e para substratos arbitrários, o teste experimental das propriedades mecânicas, e dispositivos mecanoelétricos.